欠平衡钻井的主要设备

用于欠平衡钻井的常规地面设备包括:氮气或压缩气体供应装置、小体积高压注液泵、液气混合管汇、节流管汇、岩屑或钻井液取样器、化学剂注入泵、采油分离系统和自动燃烧气体系统。以下是目前国外比较先进的特种设备。

①高压旋转分流器-防喷器系统

也称为旋转防喷器(BOP)。拥有专利产品的国外厂商有几家,其中美国威廉姆斯工具公司生产的旋转喷头应用最广,压力等级最全。公司提供的高压系统为7000和7100:7000的静态试验压力为21MPa,工作压力为10.5 MPa;;7100型包括旋转控制头组件、传热-润滑装置、遥控监控平台和遥控防爆电源设备。旋转控制头组件外壳的动压、静压和工作压力分别可达70MPa、35MPa和17.5MPa。

②液体导流系统

国外开发了一种电磁阀导向系统,可以增加钻井深度。电机设计为金属对金属的叶片,非弹性体材质的容积式电机不会因为失速而使转速过快。

③地面分离系统

2006年前后,国外加强了地面分离系统的开发,包括额定压力35MPa的地面分离装置、自动节流系统和各种分离器,可以处理大量的液体、钻屑和钻井液。此外,还有密封循环分离器,每天可处理566336立方米的液体流量;还有一种高效的小型分离器,适用于近海地区。委内瑞拉的马姆博湖有一口海上油井。为了降低化学药剂的成本,首次使用了闭环地面分离系统,还使用了配备全套连续油管的驳船和容量为2000bbl(标准桶原油)的泡沫装置。泡沫循环液密度降至179.74 ~ 359.4 kg/m3。分离后,泡沫可以回收,以降低制备化学品和水的成本。

④立管帽旋转防喷器系统

一种回流装置,使用的主要设备是旋转控制头,安装在水立管顶部,可以代替立管系统的滑动接头、球形接头和分流器。在旋转控制头双流管出口端连接高压软管,可以提高井控能力,防止钻井液漏失。高压机械密封安装在钻台下面的钻杆和隔水管之间,钻井液通过软管流回井下。

⑤实用的虚拟立管装置

该装置包括三部分:旋转控制头、封隔器锁组件和环空压力控制排放系统。封隔器锁组件是一种改进的可膨胀套管封隔器,直径为508毫米,在控制头和井口以下套管之间起压力密封作用。它的组件是一个3m长的密封件,放置在660.40 ~ 914.40mm套管内。封隔器可以通过遥控船遥控。

⑥地面数据采集系统

在欠平衡钻井过程中,应测量和记录压力、速度、含气量、含液量和温度,并实时显示这些数据,以避免过平衡和井喷。该系统可以在钻井作业期间通过与现有钻井控制和监测系统的接口提供实时信息,还可以与动态多相流模型接口,允许将实际参数与计算参数进行比较。